Еще в 70-е годы прошлого века известный советский астрофизик Василий Мороз предлагал делать далекие планеты пригодными для жизни человечества, изменяя на них атмосферу и климат. Эти предложения казались фантастическими, к тому же не предлагалось каких-то конкретных идей. И вот специалисты Московского государственного университета геодезии и картографии совместно с коллегами из научно-производственной корпорации «Системы прецизионного приборостроения» разработали революционный вариант изменения климата на ближайших к Земле планетах. Пока только в теории.
Авторами идеи являются член-корреспондент РАН Виктор Савиных, профессора Игорь Краснорылов и Владимир Васильев, а также инженеры Юрий Капранов, Георгий Куфаль и Сергей Перминов. Они предлагают использовать для решения фантастической задачи... кометы.
Разработчики исходили из того, что наиболее вероятной причиной образования атмосферы, морей и океанов на Земле могли стать именно кометы. По-видимому, на конечных стадиях формирования нашей планеты из газопылевого облака ее температура была слишком высока, чтобы в ней могли остаться вода и атмосфера. Поэтому для зарождения жизни требовались дополнительные внешние источники. Ими, скорее всего, и оказались кометы, состоявшие, как предполагается, изо льда, содержавшего в себе воду, окись и двуокись углерода с примесью других застывших газов. Кометы бомбардировали Землю, и поднятая в результате столкновений с поверхностью пыль уменьшила температуру планеты, что способствовало возникновению жизни. Эта версия подтверждается, в частности, данными о том, что соотношение изотопов азота в составе хвостатых странниц с большой точностью соответствует их соотношению в атмосфере Земли. Подобным же способом — с помощью комет — можно попытаться, как считают российские ученые, изменить природные условия на ближайших к Земле Марсе и Венере, причем настолько, чтобы в будущем осуществить их колонизацию.
Известно, что на Марсе средняя температура относительно близка к условиям Антарктиды, а давление соответствует тому, что отмечается в земной стратосфере на высотах 30—35 километров. Атмосфера Венеры, напротив, из-за большого количества парниковых газов разогрета до 470 градусов и представляет собой густую газовую субстанцию, содержащую различные смертельно опасные элементы. Идея заключается в том, что Марс или Венеру нужно целенаправленно бомбардировать управляемыми кометами, которые в своих ядрах принесут нужное количество углекислоты для создания парникового эффекта. Это поднимет или опустит температуру до приемлемой для жизни.
Но как направить небесное тело по нужному адресу? Кандидат технических наук Георгий Куфаль считает, что наиболее удобным вариантом был бы запуск к комете специального спутника, который на ее пути развернет особую пленочную оболочку. Хвостатая странница угодит в нее, как бабочка в сачок, а дальше в дело вступит сублимационный метод. Суть его в следующем. Ядро кометы окажется обернутым в прозрачный в инфракрасной области спектра материал, через который будет происходить доступ солнечной энергии. В пленке в определенном месте должно быть одно или несколько отверстий — своего рода «сопло». Испаряясь под пленкой, лед будет переходить в газообразное состояние, минуя жидкое. Выходя наружу через «сопло», газ обеспечит движение кометы, тем самым превратив ее в своего рода управляемую ракету. Расчеты ученых показывают, что такие управляемые объекты приобретали бы весьма ощутимые значения скорости. Вектор ее можно изменять произвольным образом. Так, приращение скорости двухсотметровой в диаметре кометы из замерзшего углекислого газа составляет около 8 метров в секунду. При применении такой коррекции, как объясняет Игорь Краснорылов, всего лишь за год можно увести комету в сторону от первоначальной траектории примерно на четверть миллиона километров. Учитывая то, что со временем величина отклонения траектории объекта за счет проведенной коррекции орбиты будет только увеличиваться, представляется возможным в течение нескольких лет направлять такие кометы к заранее выбранным планетам. Конечно, эта коррекция не дает немедленного результата, но в долгосрочной перспективе с помощью подобного управления можно будет серьезно повлиять на существующие условия на Марсе или на Венере. Но где взять столько комет?
В первую очередь ученые предлагают обуздать ближайшие к Марсу и Венере небесные тела, расположенные на орбитах Юпитера и Сатурна. По словам Георгия Куфаля, знаменитые кольца Сатурна как раз преимущественно состоят изо льда. И космических объектов требуемой величины там огромное количество. Все равно болтаются без дела. Если же этих «бомбардиров» не хватит, ученые предлагают заглянуть дальше — в пояс Койпера или даже в облако Оорта, которое считается чуть ли не главным резервуаром замерзшей воды Солнечной системы. И не беда, что это облако, где летает более триллиона комет, витает достаточно далеко от нашего светила и кометы там получают очень мало энергии. Недостаток ее можно пополнить, разместив на пленке систему зеркал, которая будет фокусировать необходимое количество солнечной энергии для достижения нужной мощности и соответственно скорости. Подобные системы устанавливают на солнечных батареях на Земле.
Впрочем, возможно и другое технологичное решение, при котором для выполнения необычной задачи потребуется гораздо меньше управляемых комет. Ранее исследования аппарата Mars Reconnaissance Orbiter выявили огромное месторождение замороженной двуокиси углерода на южном полюсе Марса. Его запасы сопоставимы по объему с одним из крупнейших хранилищ пресной воды на нашей планете — Верхним озером в Северной Америке. А теперь и аппарат Mars Express нашел подобные ледники на северном полюсе. Исследователи полагают, что эти ледяные шапки и остужают планету, причем охлаждают ее сильнее, чем существующий парниковый эффект нагревает. Расчеты показывают, что если кометы направлять на полюса Марса с их ледяными шапками, то можно нарушить равновесие в пользу парникового эффекта. В этом случае для изменения климата на Марсе потребуется гораздо меньше усилий.
На Венере в отличие от Красной планеты парниковый эффект создает слишком высокую температуру. То есть ее атмосферу нужно как-то охладить. Например, частично «сбив» ее очень плотную атмосферу направленным воздействием массивного астероида. «Подправить» его траекторию можно, подставив под удар все той же управляемой кометы.
Как считают исследователи, открывающиеся перспективы превосходят по смелости замысла все то, что человечество делало до сих пор. Конечно, если развитие космонавтики пойдет своим чередом, то через несколько десятилетий на Марс и Венеру можно будет высадиться и даже там жить, но ни о каком масштабном присутствии, а тем более о колонизации речи все равно не идет. Другое дело, если переделать эти планеты под себя. Тогда действительно появится шанс переселиться туда, как на съемные квартиры.
Владимир Крючков
Мнения
Владимир Игрицкий, кандидат технических наук, доцент кафедры «Стартовые ракетные комплексы» МГТУ им. Н. Э. Баумана:
— Действительно, кометы — это основной инструмент, при помощи которого можно изменить климат. Всякие отражающие пленки, в данном варианте — пропускающая, могут использоваться для регулирования направления их полета. В ближайшие десятилетия человечество, конечно, не начнет делать подобное, но перспектива есть. Особенно применительно к Венере. Марс маловат, намного меньше Земли, и сила тяжести там составляет всего 0,3 от земной. Из-за слабой гравитации благодатная атмосфера будет быстро испаряться. На Венере сила тяжести составляет 0,8 от земной, и с атмосферой проблем не возникнет, но существует другая проблема — скорость собственного вращения планеты. Она очень маленькая, один оборот равен 234 земным суткам. Из-за этого в атмосфере не будет завихрений и соответственно циклонов с антициклонами, что помешает установлению климата, схожего с земным. Но кометами Венеру можно разогнать, если бомбардировать под острым углом. Правда, комет для этого понадобится очень и очень много.
Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, кандидат физико-математических наук:
— Все, что летает рядом с Марсом, — это давно высохшие маленькие тела, астероиды. Там нечему испаряться. За орбитами Юпитера и Сатурна действительно есть кометы, которые могут испаряться, но если обернуть их пленкой, ничего не произойдет. Там холодно, практически нет солнечного света. Его, конечно, можно концентрировать при помощи зеркал, только это будет стоить очень дорого. К тому же кометы белые, поэтому отражают свет, не нагреваются. Можно было бы каким-то образом покрасить комету черной краской, а потом уже покрывать пленкой. Тогда небесное тело станет быстрее нагреваться и можно направлять газ, поднимающийся с ядра, в некие управляемые «сопла». Но проблема в том, что ядра комет довольно быстро вращаются вокруг своей оси. Поэтому вопрос в том, куда направить отверстие. Оно ведь тоже будет вращаться и толкать комету в разные стороны. Получится нечто наподобие надутого и отпущенного воздушного шарика. В целом идея хорошая, но слабо проработанная. К тому же есть другие, более простые и осуществимые варианты. На Марсе присутствует вода. Ее надо просто разогреть и пустить в дело. Для этого можно, например, выбросить на полярные шапки Красной планеты какое-нибудь черное вещество. Тогда шапки нагреются Солнцем и сами растают. Воды окажется значительно больше, чем ее туда доставят кометы.
«Итоги»